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第1章 概述1

1.1 计算机的概念1

1.1.1 计算机定义和特性1

1.1.2 计算机的分类1

1.1.3 计算机的应用2

1.2 计算机的发展历程2

1.3 计算机的组成与结构3

1.3.1 计算机系统的基本组成3

1.3.2 计算机系统的层次结构6

1.4 实验设计8

1.4.1 PC机的硬件组成8

1.4.2 AEDK实验机的硬件组成8

1.4.3 EL实验机的硬件组成10

习题112

第2章 数据的表示13

2.1 计算机中的基本逻辑电路13

2.2 数值数据的编码表示16

2.2.1 数制及数制转换16

2.2.2 机器数编码表示20

2.2.3 机器数表示形式的变换27

2.2.4 十进制数的二进制编码表示28

2.3 非数值数据的编码表示29

2.3.1 逻辑数据29

2.3.2 西文字符30

2.3.3 汉字字符30

2.3.4 多媒体信息31

2.4 数据校验码32

2.4.1 奇偶校验码32

2.4.2 海明校验码33

2.4.3 循环冗余校验码36

2.5 实验设计38

2.5.1 PC机中的寄存器组38

2.5.2 AEDK实验机的寄存器组39

2.5.3 EL实验机的寄存器组46

习题248

第3章 运算器与运算方法50

3.1 加法器50

3.1.1 半加器与全加器50

3.1.2 串行进位与并行进位51

3.1.3 算术逻辑运算部件54

3.2 定点加、减法运算58

3.2.1 原码定点加、减法58

3.2.2 补码定点加、减法59

3.2.3 溢出及检测59

3.2.4 补码加减法运算器60

3.3 定点乘法运算61

3.3.1 原码一位乘法62

3.3.2 原码两位乘法64

3.3.3 补码一位乘法65

3.3.4 补码两位乘法67

3.3.5 阵列乘法器68

3.4 定点除法运算69

3.4.1 原码除法运算69

3.4.2 补码除法运算72

3.4.3 阵列除法器72

3.5 浮点运算73

3.5.1 浮点加、减法运算74

3.5.2 浮点乘、除法运算75

3.6 十进制数的加、减法运算75

3.7 实验设计78

3.7.1 PC机中的运算器78

3.7.2 AEDK实验机的运算器79

3.7.3 EL实验机的运算器83

习题385

第4章 存储系统86

4.1 存储器概述86

4.1.1 存储器的主要性能指标86

4.1.2 存储器分类86

4.2 半导体读写存储器87

4.2.1 半导体基本存储单元88

4.2.2 半导体RAM芯片90

4.2.3 用存储芯片构成主存储器92

4.3 半导体只读存储器97

4.3.1 掩模只读存储器（Masked ROM）97

4.3.2 可编程ROM（PROM）98

4.3.3 可擦除和编程的ROM（EPROM）98

4.3.4 电擦除电改写只读存储器（EEPROM）99

4.4 高速缓冲存储器100

4.4.1 工作原理100

4.4.2 映像方式101

4.4.3 替换算法106

4.5 虚拟存储器107

4.5.1 虚拟存储器的概念107

4.5.2 虚拟存储器的基本管理方法107

4.6 辅助存储器109

4.6.1 磁表面存储器109

4.6.2 光盘存储器110

4.7 实验设计112

4.7.1 PC机中的存储器112

4.7.2 AEDK实验机的存储器115

4.7.3 EL实验机的存储器117

习题4118

第5章 指令系统120

5.1 指令格式120

5.1.1 指令的格式120

5.1.2 寻址方式121

5.1.3 指令类型122

5.2 指令编码123

5.3 指令格式设计125

5.4 指令的执行127

5.4.1 指令部件127

5.4.2 指令的执行方式127

5.5 CISC和RISC128

5.6 实验设计129

5.6.1 PC机的指令系统129

5.6.2 AEDK实验机的指令系统130

5.6.3 EL实验机的指令系统134

习题5137

第6章 中央处理器139

6.1 中央处理器的结构与功能139

6.1.1 中央处理器的功能139

6.1.2 中央处理器的基本结构139

6.1.3 中央处理器的控制流程141

6.1.4 中央处理器的时序控制方式142

6.2 指令执行过程142

6.3 控制器的设计146

6.3.1 组合逻辑控制器146

6.3.2 PLA控制148

6.3.3 微程序控制器148

6.4 实验设计161

6.4.1 PC机中程序的执行161

6.4.2 AEDK实验机的控制器162

6.4.3 EL实验机的控制器164

习题6171

第7章 输入输出系统173

7.1 总线与接口标准173

7.1.1 总线的分类173

7.1.2 总线的主要性能参数174

7.1.3 总线特征174

7.1.4 总线操作和传送控制174

7.1.5 常见总线标准176

7.2 输入输出接口180

7.2.1 接口的功能180

7.2.2 接口的分类180

7.2.3 接口的组成结构181

7.2.4 CPU与I/O接口之间的数据交换方式182

7.3 外部设备184

7.3.1 常用输入设备184

7.3.2 常用输出设备185

7.4 实验设计187

习题7188

参考文献189